一樣都是在太陽底下,太空為什麼這麼寒冷而地球卻很熱

2022-01-23 01:37:21 字數 2503 閱讀 6358

1樓:

我們平時說一個物體內部具有熱量(能量),一般用溫度這個物理量來衡量,溫度越高說明物體內所具有的熱量越多,溫度越低說明物體所攜帶的熱量較低。那麼熱量是如何產生的呢?熱量其實是物體內分子隨機運動的結果,運動越劇烈,分子平均動能越高,相應的溫度就越高;運動得越緩慢、分子的平均動能越低,相應的溫度也越低。

以上就是溫度和熱量之間的關係。在日常生活中,我們知道熱量是會從一個高溫系統到低溫系統發生轉移,這其實就是熱傳遞的過程,一般我們會認為傳遞熱量必須要存在介質碰撞以交換粒子動能或者存在能量載體的交換,但往往我們會忽視掉交換能量載體這一項,因此就產生了如題所說的疑問,太空是真空的太陽熱量如何傳遞給地球?就像暖水瓶瓶膽中是真空的,可以保溫一樣。

熱傳遞的方式

這個問題其實很簡單,我們只需知道宇宙中存在哪些熱傳遞方式就行了!熱量或能量從一個系統到另外一個系統總共有三種傳遞方式:

熱傳導我們知道任何物質是由有原子或者是原子組成的分子構成的,這些粒子會在物質中隨機的運動以產生熱量,如果一個高溫物體與兩外一個低溫物體發生接觸的話,表面的原子或者分子就會發生碰撞,那麼高溫物體由於溫度較高,粒子所具有的平均動能就越高,在粒子與粒子之間的碰撞中,高動能粒子就會將自己的一部分動能傳遞給低動能的粒子。

那麼表現出來的就是,平均粒子動能較高的物質溫度降低,而平均粒子動能較低的物質由於粒子獲得了運動速度所以溫度就會升高。這種傳遞熱量的方式在金屬物質中表現得更為明顯,這就是為什麼在同樣的溫度下,我們拿鐵東西會感覺更涼的原因。下面再舉一個簡單的例子。

我們人身體表面的溫度是恆定的,而周圍空氣的溫度會發生變化,當週圍空氣溫度低於人身體的溫度時,大量空氣分子與我們身體在頻繁的碰撞中就會把我們身體表面的熱量帶走,所以我們就會感到天氣好冷。反過來,周圍空氣溫度高於身體溫度,說明空氣分子運動的更加劇烈,在它們與我們人體表面碰撞的過程中,就會把動能傳遞給我們身體表面,我們就會覺得天氣好熱。

熱對流熱對流一般指的是流體介質中發生的熱交換過程,一般會通過流體的上升和下降會使得整個介質內快速的達到均衡的溫度,例如:我們在燒水的過程中,鍋底部的水會率先與鍋底通過傳導的方式交換熱量,但是想要通過水中粒子和粒子的碰撞將底部的熱量傳遞到上層,這個過程就比較緩慢,由於熱對流的存在,底部的熱水就會上升,而上部的冷水就會下降,形成迴圈,這樣就會使得整個系統快速的獲得熱量,並達到溫度均衡。

冬天的暖氣,地球大氣的熱對流都是這樣的。

熱輻射這種傳遞能量的方式是直接通過交換能量載體來實現的,並不需要任何的介質,不需要原子和分子的碰撞就可以實現能量交換。在宇宙中任何比絕對零度高的物體,也就是任何具有溫度的物體都會向外輻射電磁波,溫度越高,輻射的電磁波能量就越高,而電磁波的能量大小具體就表現在它的波長上,所以熱輻射是一個連續的光譜,一般的熱輻射都是波長較長的紅外線和可見光。

由於這種交換電磁波(能量載體)傳遞能量的方式不需要任何介質,因為光傳播不需要介質,所以是真空宇宙中傳遞熱量的方式。其實到這裡問題已經解決了,不過下面我再多說一個問題。

宇宙中沒有絕對的真空

我們常說真空不空,空間中存在著固有的能量,會在極短的時間內發生量子波動。這是在量子層面的說法。但是在巨集觀宇宙中的真空也存在著物質,只不過密度非常低,一平方米不到一個原子,如此低的密度,所以不存在熱傳導和熱對流現象。

因此太空中的溫度非常低。

太陽只能通過熱輻射的方式才能給地球傳遞熱量。

而熱輻射這種方式是三種熱傳遞方式中效率最低的,所以我們人體假如暴露在了外太空中,我們應該感受不到外太空是冷的,而我們身體內的熱量只會通過熱輻射的方式緩慢的流失,因此我們並不會死於寒冷、凍結,而是會死於低壓導致的肺部破裂。

太陽光如何加熱地球大氣

太陽通過核心聚變來發光發熱,最初的產生的光子是高能量的伽馬射線,這樣的高能量光子會對任何生物造成嚴重的電離輻射,但是幸運的是,伽馬射線產生後並不能第一時間逃離太陽表面,而是會在核心到達表面的過程中與帶電粒子發生隨機碰撞,因此由於每個光子發生碰撞的次數以及逃離的路徑不同,這些光子在達到太陽表面時就會攜帶不同的能量,也就是波長各不相同。這就是為什麼我們說太陽光譜是一個連續的光譜,在各個波段都有光子,但在可見光波段達到了高峰。

正是太陽光的這種性質,地球上的生物大部分對可見光波段的電磁波最為敏感。在太陽光到達地球以後,地球的大氣並不能直接吸收可見光來為自己增加熱量,而是可見光被地表吸收以後,地表升溫以後發出紅外輻射才能加熱底層大氣,底層大氣升溫上升又會與高層大氣發生對流來交換熱量,這就是為什麼高山上常年積雪的原因。

這就是太陽從遙遠的太空加熱地球大氣的過程,正是由於電磁輻射和大氣的存在才讓我們感覺到了舒適的溫度。

2樓:陳長的路上

受熱是不一樣的。就好比在地球上,有的地方一年四季都很熱,而又的地方一年四季都很冷是一個道理。

3樓:二進位制猿人

因為真空中能夠吸收太陽能的粒子微乎其微,也就留不住熱量,而地球有厚厚的大氣層,太陽光無時無刻不在加熱這這些空氣,所以我們會感覺熱。

4樓:捂風挽笑

雖然寒冷的太空和地球同樣都是在太陽底下,但是地球和太空唯一的區別就是地球不是真空的,地球存在著大氣層可以,吸收太陽所帶給的熱量,達到保溫的效果,所以說地球不是冷的,但是太空它是真空的,沒有這種效果,所以說,即使是在太陽底下,太空也是很冷的。

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